探究反硝化聚磷菌在工業(yè)污水中脫氮除磷的適宜環(huán)境

       一、摘要： 本課題擬從污水處理廠的缺氧段的活性污泥中取樣，分離得到反硝化聚磷菌，此菌既可脫氮又可除磷。再篩選出高效的反硝化聚磷菌菌株，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。再將這些菌株接種到污水中，通過(guò)改變條件，探究得到適宜且高效脫氮除磷的條件，從而達(dá)到高效處理污水中氮磷元素的目的，防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化。
        二、關(guān)鍵詞：反硝化聚磷菌 脫氮除磷  水體富營(yíng)養(yǎng)化
        三、實(shí)驗(yàn)材料方法
        1.菌株的篩選
        （1）樣品的采集
        本實(shí)驗(yàn)所用的活性污泥取自污水處理廠的缺氧段。
        （2）配制篩選用培養(yǎng)基
        反硝化菌分離培養(yǎng)基：15g瓊脂、2g硝酸鉀、0.2g七水硫酸鎂、1g磷酸一氫鉀、1g磷酸二氫鉀、5g檸檬酸鈉、1000mL蒸餾水、pH 7.2~7.5。
        聚磷菌分離培養(yǎng)基：3.68g三水醋酸鈉、28.73mg二水磷酸一氫鈉、57.27mg氯化銨、131.82mg七水硫酸鎂、26.74mg硫酸鉀、17.2mg二水二氯化鈣、12gHEPES緩沖溶劑、15g 瓊脂、2mL微量元素、1000mL蒸餾水。微量元素構(gòu)成：50g EDTA、5g七水硫酸鐵、1.6g五水硫酸銅、5g四水二氯化錳、1.1g(NH4)6Mo7O24.4H2O、50mgH3BO3、10mg碘化鉀、50mg六水二氯化鈷。
        （3）分離與鑒定
        采用平板分離法分離菌株，對(duì)菌落形態(tài)進(jìn)行觀察。再對(duì)分離純化后的菌株進(jìn)行革蘭氏染色，葡萄糖氧化發(fā)酵試驗(yàn)，接觸酶（過(guò)氧化氫酶），氧化酶等一系列生理生化實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行檢索鑒定。
        （4） 反硝化聚磷試驗(yàn)分析方法
        將分離出來(lái)的反硝化菌和聚磷菌富集培養(yǎng)，并在20攝氏度~40攝氏度設(shè)置溫度梯度，在限磷培養(yǎng)液（PO4 <=4m g/L）中厭氧培養(yǎng)24小時(shí)，然后在富含磷和硝酸根的培養(yǎng)基中厭氧培養(yǎng)20小時(shí)以上，檢測(cè)培養(yǎng)基中硝酸氮和磷的質(zhì)量濃度變化。硝酸根-N采用麝香草酚分光光度法，磷酸根-P采用鉬銻鈧比色法。
        (4-1)麝香草酚分光光度法測(cè)定步驟：
        （Ⅰ）繪制硝酸鹽氮校準(zhǔn)曲線(xiàn)
        a.在一組7支50ml比色管中，分別加入0、0.05、0.1、0.3、0.5、0.7和1.0ml硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液，加純水稀釋至1.0ml。加0.1ml氨基磺酸銨溶液，放置5min。
        b.從管中央加入0.2ml麝香草酚溶液（勿使沿管壁流下），加2.0ml硫酸銀硫酸溶液，混勻，放置5min。
        c.加8ml純水，混合后，加濃氨水至出現(xiàn)的黃色不再加深且氯化銀沉淀溶解為止（約9ml左右）。
        d.在波長(zhǎng)420nm處，用光程10mm比色皿(G)，以無(wú)氨水為參比，測(cè)量吸光度。
        由測(cè)得的吸光度，減去參比水樣的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以硝酸鹽氮含量(μg)對(duì)校正吸光度的校準(zhǔn)曲線(xiàn)。
        （Ⅱ） 測(cè)定水樣
        分別取水樣（原水1ml，出水0.1ml）加入干燥的比色管中，然后按校準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制的相同步驟操作，測(cè)量吸光度。
        （Ⅲ） 
        由水樣測(cè)得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從校準(zhǔn)曲線(xiàn)上查得硝酸鹽氮含量。
        (4-2)鉬銻鈧比色法測(cè)定步驟：
        （Ⅰ） 待測(cè)液的制備：稱(chēng)取5.0g（精確到0.01g）通過(guò)2mm篩孔的風(fēng)干土樣于浸提瓶中。加25ml雙酸浸提液劑，振蕩5min，過(guò)濾，待測(cè)液供測(cè)有效磷用。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。          （Ⅱ） 測(cè)定：吸取待測(cè)液2-10ml于50ml容量瓶中，加1滴2,4-二硝基酚指示劑，用2mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)到黃色，然后用0.5mol/L硫酸溶液調(diào)ph到溶液剛呈微黃色。用吸管加5ml鉬銻抗顯色劑，用水定容到標(biāo)度，搖勻。30min后，在分光光度計(jì)上用2cm光徑比色皿（如含磷量較高，應(yīng)用1cm的比色皿）、700nm波長(zhǎng)比色，以空白試驗(yàn)溶液為參比液，調(diào)吸收值到零，然后測(cè)定待測(cè)顯色液的吸收值。在工作曲線(xiàn)上查出顯色液的磷ppm數(shù)，顏色在8h內(nèi)可保持穩(wěn)定。 
        （Ⅲ） 工作曲線(xiàn)的繪制：分別吸取5ppm磷的標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1、2、3、4、5、6ml于50ml容量瓶中，與測(cè)定時(shí)同樣進(jìn)行顯色，得0、0.1、0.2、0.3、 0.4、0.5、0.6ppm磷標(biāo)準(zhǔn)系列顯色液。用0ppm磷標(biāo)準(zhǔn)系列顯色液作參比，調(diào)吸收值到零，由稀到濃測(cè)標(biāo)準(zhǔn)系列顯色液的吸收值。在方格紙上以吸收值作縱坐標(biāo)，磷ppm數(shù)為橫坐標(biāo)繪制工作曲線(xiàn)。 
        （Ⅳ） 結(jié)果
        （5）篩選和繁殖
        從中篩選高效反硝化脫氮除磷菌株，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。
        （6）處理污水
        取污水處理廠的未處理過(guò)的污水，先檢測(cè)污水中氮磷的質(zhì)量濃度，以及pH。通過(guò)調(diào)節(jié)適宜的pH，再將這些菌株接種到污水中，同樣設(shè)置20攝氏度~40攝氏度的溫度梯度在上述條件中培養(yǎng)，而后檢測(cè)檢測(cè)培養(yǎng)基中硝酸氮和磷的質(zhì)量濃度變化。再篩選出脫氮除磷效果相對(duì)最好的菌株，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，再應(yīng)用到污水處理中，達(dá)到高效脫氮除磷。
        四．結(jié)果與結(jié)果分析
        此次試驗(yàn)通過(guò)采用硝酸根-N麝香草酚分光光度法和磷酸根-P鉬銻鈧比色法來(lái)檢測(cè)培養(yǎng)基中硝酸氮和磷的質(zhì)量濃度變化。探究得到適宜且高效脫氮除磷的條件，同時(shí)也將反硝化菌和聚磷菌有系列的結(jié)合在一起，達(dá)成一個(gè)共同生態(tài)系統(tǒng)，從而達(dá)到高效處理污水中氮磷元素的目的，防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化。
        五．
        1.曾慶武，反硝化細(xì)菌的分離篩選及應(yīng)用研究，環(huán)境微生物學(xué)，2008.
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        3.劉暉，周康群，劉開(kāi)啟，周遺品，劉潔萍， 利用亞硝酸鹽的反硝化除磷菌及影響因素.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，第29卷，第7期，2006，
        4. 陳朋，反硝化細(xì)菌的篩選、鑒定及其強(qiáng)化處理硝酸鹽廢水的研究，環(huán)境工程，2009，5.
        5.許彥娟，張利平，反硝化聚磷菌的分離篩選及鑒定，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008.5
        6.陳靖，何澤超，張陵，反硝化聚磷菌在污水處理中的應(yīng)用，化工設(shè)計(jì)，2007
        7.張杰，利用反硝化聚磷菌在SBR中實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的研究，環(huán)境工程，2007，4

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